基于PLC300的電機正反轉(zhuǎn)力控組態(tài)課程設(shè)計

1、信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計說明書（2013/2014 學(xué)年第 一 學(xué)期）課程名稱 ：綜合布線及樓宇組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計題 目 ：交流電機正反轉(zhuǎn)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計 專業(yè)班級 ： 電氣10-02 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計周數(shù) ： 2周 設(shè)計成績 ： 2014年 1月 10日1、 設(shè)計目的本次課程設(shè)計，基于力控組態(tài)軟件，在以往理論知識的基礎(chǔ)上進行仿真模擬實驗，進一步加強對課堂理論知識的認識和理解，學(xué)會使用力控ForcecontrolV7.0組態(tài)軟件。同時根據(jù)設(shè)計要求編寫控制程序和組態(tài)人機交互界面，按照設(shè)計要求進行調(diào)試，實現(xiàn)設(shè)計要求。本次設(shè)計，是模擬一個交流電機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，要求能實現(xiàn)正轉(zhuǎn)啟

2、動、反轉(zhuǎn)啟動和停止的控制。2、 設(shè)計正文2.1力控PCAuto組態(tài)軟件2.1.1軟件的認識力控ForcecontrolV7.0組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集和過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和間接的工程實踐方法，用戶只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的組態(tài)，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能。2.1.2軟件的使用 在組態(tài)軟件中填寫一些事先設(shè)計的數(shù)據(jù)庫，在利用圖形功能把被控對象（電機轉(zhuǎn)向提示等）形象的表示出來，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)連接把被控對象的屬性與I/O設(shè)備的實時數(shù)據(jù)進行邏輯連接。當(dāng)有組態(tài)軟件生成的應(yīng)用系統(tǒng)運行中，與被控對

3、象相連的I/O設(shè)備數(shù)據(jù)會發(fā)生相應(yīng)的變化直接帶動被控對象的屬性變化。2.2系統(tǒng)功能概述基于力控組態(tài)軟件的交流電機控制監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計主要是利用軟件的功能，通過對各個繼電器的啟?？刂疲瑏韺崿F(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)控制。具體的控制原則為：在一個控制任務(wù)內(nèi)內(nèi)，輸入按鈕信號，讓某一回路導(dǎo)通，例如正轉(zhuǎn)，此時綠色指示燈亮，交流接觸器吸合，電機正轉(zhuǎn)，同時另一回路鎖定。除此之外，畫面中有控制開關(guān)按鈕，可以用來啟動整個程序以及復(fù)位功能。2.3系統(tǒng)設(shè)計2.3.1設(shè)計流程接通主電路后，給PLC供電，使系統(tǒng)進入運行狀態(tài)。按下正轉(zhuǎn)按鈕，信號輸入PLC處理后，將輸出信號給中間繼電器來控制交流接觸器的吸合，使電機正轉(zhuǎn)運行，正轉(zhuǎn)指示燈亮。按

4、下停止按鈕后，使信號復(fù)位歸零，電機停止運行，正轉(zhuǎn)指示燈滅，正轉(zhuǎn)運行啟停結(jié)束。反轉(zhuǎn)同理。2.3.2軟件組態(tài) 基于力控ForcecontrolV7.0組態(tài)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)主要包括以下幾個步驟：畫面創(chuàng)建、動畫連接、I/O口設(shè)備設(shè)置、創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)連接。2.3.2.1 畫面創(chuàng)建根據(jù)本系統(tǒng)的特點，設(shè)計了交流電機正反轉(zhuǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主界面。主界面如下圖所示，主要包括按鈕、PLC、繼電器、交流電機、指示燈以及電路通道。2.3.2.2動畫連接動畫連接是指畫面中圖形對象與變量或表達式的對應(yīng)關(guān)系。建立關(guān)聯(lián)后，在監(jiān)控系統(tǒng)進行是，根據(jù)變量或表達式的數(shù)據(jù)變化，圖像對象會發(fā)生顏色變化、大小改變、文本刷新等。這樣就將現(xiàn)場真

5、實的數(shù)據(jù)投影到計算機的監(jiān)控畫面中，從而達到遠程監(jiān)控的目的。此系統(tǒng)中分別對按鈕、紅綠燈、轉(zhuǎn)向指示進行了相關(guān)的動畫連接，從而可以動態(tài)的實現(xiàn)系統(tǒng)的控制。具體的實現(xiàn)方法如下圖所示：2.3.2.3 I/O設(shè)備設(shè)置I/O設(shè)備設(shè)置是指對包括應(yīng)用程序的“軟件設(shè)備”和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集交換的硬件設(shè)備在內(nèi)的廣義上I/O設(shè)備驅(qū)動程序進行配置，使其與組態(tài)軟件能夠建立通信，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。在被監(jiān)控系統(tǒng)中，對開關(guān)“run”。以及電機的代碼進行定義，地址分配，通訊方式選定。在監(jiān)控系統(tǒng)中建立的仿真PLC實現(xiàn)，實現(xiàn)方法如下圖：配置I/O設(shè)備的過程在圖形開發(fā)環(huán)境Draw的導(dǎo)航器中進行，按照設(shè)備安裝對話框的提示就可以完成對I/O 設(shè)

6、備的配置工作。I/O設(shè)備配置完成后，在導(dǎo)航器中會列出I/O設(shè)備的設(shè)備名稱，同時生成的設(shè)備名稱即可用于數(shù)據(jù)連接過程，在系統(tǒng)運行過程中，力控通過內(nèi)部管理程序自動啟動相應(yīng)的I/O驅(qū)動程序，I/O驅(qū)動程序負責(zé)與I/O 設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)交換。2.3.2.4創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫(DB)是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心。它負責(zé)整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警信息處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理，完成與過程數(shù)據(jù)采集的雙向數(shù)據(jù)通信。在本系統(tǒng)中，經(jīng)過創(chuàng)建點參數(shù)、定義I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)連接等幾個步驟便可以完成數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。系統(tǒng)中采用的I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與回送是實時數(shù)據(jù)庫的一個最基本的功能。因為實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

7、應(yīng)用所面向的監(jiān)控對象最終還是要落實到具體的硬件設(shè)備。本控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫建立過程如下圖所示：數(shù)據(jù)庫變量a、b、c分別對應(yīng)三個按鈕，d1、d2分別對應(yīng)兩個繼電器，q0、q1分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)輸出和反轉(zhuǎn)輸出。2.3.3相關(guān)功能實現(xiàn)以及實驗結(jié)果顯示實驗結(jié)果如下停止正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)3、 課程設(shè)計總結(jié)或結(jié)論 利用力控ForcecontrolV7.0組態(tài)軟件所設(shè)計的交流電機監(jiān)控系統(tǒng)，可以較好的還原電機的運行情況。但是這也只是理想化的簡單監(jiān)控設(shè)計，對于現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)采集以及電機轉(zhuǎn)速控制的考慮不夠全面。通過這次設(shè)計，我對工控軟件有了進一步的理解，同時對理論知識，這次設(shè)計也是對知識的實際應(yīng)用與熟練，通過模擬監(jiān)控一些現(xiàn)實中的系統(tǒng)，來對力控組態(tài)的功能進一步了解，同時也了解到，生活中有些看起來很簡單的設(shè)備，其實的實現(xiàn)功能以及要求依然是具有一定難度的，這次實驗對我來說不僅鍛煉了動手能力，也對我的知識是一種鞏固，而且對自己是一次不可多得的經(jīng)歷，我相信以后的類似設(shè)計，我會做的更好。再次感謝各位老師的指導(dǎo)。4、 參考文獻【1】趙一丁. 軟件工程基礎(chǔ)M. 北京：北京郵電